用于收集、分析和发布与交通基础设施和状况相关的信息的中央设备和智能车载车辆平台的制作方法

专利名称：用于收集、分析和发布与交通基础设施和状况相关的信息的中央设备和智能车载车辆平台的制作方法
用于收集、分析和发布与交通基础设施和状况相关的信息 的中央设备和智能车载车辆平台发明领域本发明涉及车辆车载系统，尤其涉及一种适用于收集和分析车辆 环境中产生的传感器数据以确定事件的发生和向专门用途的目的用 户提供这样的事件信息的车辆车载系统。
背景技术：
没有一套现成的方法，其在以产生有意义和可信赖的信息的方式 来动态地监控道路资产、道路状况和交通利用的方面，以及在为交通 基础设施管理人员提供用于确定维护、管理、设计、执法和改善道路 的最佳方式的机会的方面是有效的，其中所述信息在使得用户能够最 佳地行驶通过道路的方面是有效的。美国已经建造了一个工业化世界领先的、支持交通和商务的基础 设施系统。但是，该系统的损耗速率正在急剧地增加影响高速公路安 全以及经济健康的危险趋势。对于驾车者的与道路相关的车辆维修形 式的维修成本以及操作成本是非常巨大的。交通堵塞的后果更糟糕。我们高速公路上的乘客旅行和商务旅行仍在继续迅速增长。在1997和2000年之间，平均高峰时间的增长超 过18分钟。根据1997年进行的研究，德州交通研究所估计，由于堵 塞，在美国每年会浪费67亿加仑的燃料和43亿小时的时间。堵塞导 致的浪费可以转换为720亿美元的总年度开支，对于每名驾驶员为每 年900美元。道路管理者和执法机构依靠昂贵的定期道路研究、调查和检査， 监^i道路的状况、负载量以及安全性。最终的调查结果用以确定用于 维护道路完整性和解决其他道路问题的合适的纠正或预防行动。这些 研究、调査和检查是非常昂贵的。如果仅仅对美国全长四百万英里的道路网络进行路况调査，则潜在的开支就将近80亿美元。 一旦将数据收集完毕，它很快就变得过时。联邦、州、当地政府不能负担进行 大量的最新调查和分析，尤其以这样的成本。国家基础设施庞大到了 几乎无法完成所需资产评估的一小部分。发明内容根据本发明，提供了一种车载智能车辆系统，其包括传感器组 件，用于收集数据；处理器，用于处理数据，以确定发生至少一个事 件。可以从现有的诸如车辆通信总线或附加的传感器这样的标准设备 收集数据。该数据表示与车辆、道路基础设施以及道路利用有关的状 况，诸如车辆性能、道路设计、路况、车辆重量以及交通级别。事件的检测表示道路、车辆或交通中存在的异常、低于标准或无 法接受的状况。车辆将事件指示符和相关的车辆位置数据传送到中央 设备，以对该信息做进一步的管理。中央设备将反映事件发生的通信 发送给各个相关或感兴趣的用户。该用户群包括其他车辆用户(如根 据位置相关的道路或交通事件提供行程变更的数据)、道路维护人员、 车辆制造商、政府机构(如交通当局、执法与立法机构)。在一种形式中，本发明指的是一种用于收集、分析和发布与交通 基础设施和状况相关的信息的车载车辆系统和方法。在另一种形式中，本发明指的是一种用于在分布式多车辆环境中 对事件收集、分析和报告任务提供全局管理的中央设备。在另一种形式中，本发明指的是一种多车辆环境，其采用智能车 辆平台，在用户车辆之间分布式地交换关于路况、容量和安全的事件 类型信息。在另一种形式中，本发明指的是一种采用智能车辆平台以向基础 设施维护当局提供车辆、道路和交通事件信息的系统和方法。在另一种形式中，本发明指的是一种采用智能车辆平台以向车辆 原始设备制造商提供车辆、道路和交通事件信息的系统和方法。在另一种形式中，本发明指的是一种采用智能车辆平台以向政府 机构和交通当局提供车辆、道路和交通事件信息的系统和方法。本发明的一个优点在于，可以收集和检査关于交通利用、安全、 道路设计和路况的实时数据，以确定影响车辆环境的事件的发生。本发明的另一个优点在于，可以通过中央管理设备，处理和评估 实时的(或几乎实时的或接近实时的)事件指示信息，以确定其与所 感兴趣的其他用户和应用的相关性和/或关系。本发明的另一个优点在于，用户和应用可以实时(或接近实时的) 接收相关的事件发生信息，从而对该信息做出及时和有益的响应和反 应。本发明的另一个优点在于，形成实时交通基础设施信息系统，其 被配置为提供即时数据，该即时数据以被动的、非插入的、秘密的和 几乎无成本的方式进行收集。本发明的另一个优点在于，使用公共车辆收集路况、交通、危险 和车辆数据，并将其实时地提供给城市、县、州、联邦和私营机构， 甚至反馈给驾驶员本人。本发明的另一个优点在于，政府和私营机构将使用该信息，以更 有效地管理他们的基础设施规划、设计、维护和向旅行公众传播状况。


通过参考以下结合附图的本发明实施例的说明，本发明的上述和 其他特征和优势，以及实现方式将变得更加清楚和易于理解，其中图1是根据本发明一种形式的、集成了车辆环境、中央设备和用 户环境的系统的方框示意图；图2是根据本发明的、图1的系统的更详细的方框示意图；图3是根据本发明的在图1和图2的系统中使用的中央设备的方 框示意图；图4是根据本发明另一种形式的系统的方框示意图；图5是在图4中描述的系统单元的相互关系的最高级别的图示。在所有附图中，相同的参考标号指示相应的部分。在这里所展示的例子以一种形式举例说明本发明的一个优选实施例，这样的例子不被解释为通过任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
现在参考附图，尤其参考图1和图2。根据本发明的一种示例形式，首先在图1中显示系统8的大规模总视图，该系统8集成了多 车辆群，其具有在道路网络上行驶的多个单独的车辆环境10;中央 设备12;以及用户群，其具有多个单独的用户应用或实体14。参考图2，其示出了图1的系统8的更详细的视图。尤其是，以 示例方框图的形式示出了示例性的构成为智能车辆车载系统20的车 辆环境10。如图所示，中央设备12被配置为经由合适的通信网络16 与所有车辆环境IO进行通信。该示例性的智能车辆车载系统20包括处理器22、传感器组件 24、通信单元26、存储器28、显示器30以及位置单元32。简而言 之，车载系统20位于车辆中，并按如下方式工作。传感器组件24收集各个车辆环境或平台中产生的数据。如进一 步所描述的，该数据可以产生于车辆中的标准装备，或从车辆中现有 的通信总线检索或者从附加的传感器和装备检索。通常，该传感器数 据涉及车辆中任何设备、仪器、部件或组件的状况、操作、模式、性 能、状态或其他任何可测量特性。处理器22处理由传感器组件24收集的传感器数据，以确定该数 据是否指示或意味着该数据所表示或者涉及的事件发生。当处理器 22确定事件己经发生时，处理器22产生事件指示符。例如，该事件指示符可以被表示为任何类型的信息或数据集合，其提供指示所检测 事件的类型的方式。事件指示符可以包括事件的分类、事件的描述 以及触发事件检测的基础数据。优选地，事件指示符还包括或与位置指示符(由位置单元32产 生的)关联，该位置指示符表示检测到相应事件时车辆的位置。以这 种方式，该检测的事件与表示事件发生的车辆的位置的位置信息相关 联。可以通过本领域技术人员所公知的任何装置，如GPS单元，提 供该位置数据。检测事件的发生的方式可以采取任何不同的形式。例如，处理器22可以将检测的数据与参考或基准数据进行比较，以确定传感器数据是否处于或者不处于允许的限度、范围、标准、要求或规范之内。 例如，如果该数据在允许的限度之外，则事件己经发生。可以将用于 确定事件发生标准的规范(如允许值的范围)本地地存储在存储器28中。这些数据规范是可以重新编程的，以使用户对车辆中任意给 定的传感器参数或数值增加或者减少变化或偏差的余量。车载系统20产生一个通信(例如与处理器22)，其将检测到的 事件信息经由通信网络16传输到中央设备12。为此，提供一个合适 的通信单元26。事件信息的通信通常包括事件指示符和相关的位置 数据。可采用任何合适的过程或方法将事件信息从每一个车辆环境传 输到中央设备12。例如，当检测到事件时可以自动实时传输事件信 息，；以设定的时间间隔周期传输；在诸如当事件的队列或存储量达 到一定的数量这样的指定条件下传输；由驾驶员随意决定传输；或响 应中央设备12发出的査询或其他请求而传输。可以将存储器28用于记录由处理器22提供的事件信息。可以将 显示器30用于将处理操作的结果显示给驾驶员，例如检测到的事件 的详细信息。车载系统20的各个单元可以用本领域技术人员公知的任何装置 实现，包括、但不限于常规的硬件、软件和固件。例如，处理器22 可被实现为一个计算设备。通信单元26可以采用无线收发器。考虑在图2中示出的系统的更详细的示意图。显然，在操作期间， 事件类型信息流被定期上载到中央设备12。如进一步所描述的，中 央设备12被认为在总体、全局范围内对事件信息提供集中式的管理、 控制和传播。在其他功能中，中央设备12评估事件信息用于确定事 件信息是否与中央设备12服务的客户群中的任何其他用户相关。例如，如更进一步所讨论的，如果来自车辆环境的通信包括表示 事件发生的事件信息，该事件信息涉及道路利用(如交通流量或等 级)、行驶安全性(如道路中的危险、外来或异样的物体)、道路状况 (如危险的表面状况)，或道路基础设施/设计(如有缺陷的或缺少的 交通控制特征)，则中央设备12决定或确定这样的事件指示符是否与网络中任何其他车辆相关。例如，相关性确定可以包括将与检测到的 事件相关的车辆位置与期望或计划的其他车辆的行驶路线进行比较。 例如，如果车辆期望驶向或接近检测到事件的相同位置，则存在相关 性匹配。中央设备12然后可以将该事件信息传递到与相关性匹配相 关联的有关车辆。再次参考车载系统20，尤其是传感器组件24，任何车辆环境有 效地确定存在确定事件的能力取决于原始传感器数据的质量、完整性 和检验值，以及有意义的算法或其它分析工具的发展，该有意义的算 法或其它分析工具能正确检查、理解、解释并最终提供决定，该决定 充分反映数据分析的结果，即，数据是否表示事件的发生。在本发明的实施中可采用任何不同的传感器设备，包括但不限于当前作为车辆上标准设备的常规传感器、仪器和测量工具，诸如防抱死制动、刮水器、牵引力控制系统、前照灯、转向角(来自转向管 柱、齿轮齿条组件上的传感器)、悬架、以及附加的诸如用于测量车辆的方向、速度、纵倾、横摆和侧倾的惯性测量单元(IMU)这样的 传感器、GPS (用于车辆定位)、激光器(用于检测道路异常和车辆 与道路的关系)、"取样器"(汽油、微粒、谱分析仪)。可以通过各种 方式解释来自这些传感器的信息，用于得出确定事件已经发生的结 论。例如，关于用于测量防抱死制动的使用模式的仪器，反映过度或 突然使用ABS系统的传感器数据表示进入高速公路的危险，诸如障 碍物，即事件，尤其如果来自IMU的其他数据表示激活ABS的同时 车辆突然操纵。如果行驶通过相同位置的其他车辆环境上载来自同等 ABS和IMU传感器数据的类似事件指示符，则将该数据解释为障碍 物相关事件的准确度的进一步确认发生于中央设备中。关于刮水器，反映使用时间和类型(如间歇、连续、高速连续) 的传感器数据表示相应的天气状况(例如，与车外温度读取值或来自 第三方的天气报告相比，分别为小雨、中雨、大雨或小雪、中雪、大 雪)。关于惯性测量单元(IMU)，纵倾、横摆和侧倾测量值的一定组合会产生关于车辆运动的不同结论。例如，如果IMU数据表示一种 具有不同于己知的相关道路延伸的轮廓的操纵，尤其是车辆很快恢复其沿着道路的正常路程时，可以得出结论车辆可能正在有意地绕开 道路上的外来或异样的物体或物品。来自行驶通过相同位置的其他车辆的类似事件信息也证实危险的存在，即，检测事件发生。用于与IMU数据进行比较的道路基础设施数据本地的存储在车辆环境中，并按需 更新，例如，从中央设备下载。如果IMU数据表示随机的横向移动，则可以使用IMU数据来检 测昏昏欲睡的驾驶员或无意的车辆漂移。关于牵引力控制系统，来自该系统的数据用于检测与轮胎和道路 之间的摩擦相互作用相关的事件。例如，表示超过一定门限的过度滑 动的牵引数据可能意味着车辆在道路上遇到了结冰状况。同样，如果 延长的滑动测量值无法归因于天气状况，就可能表示轮胎的退化，如 磨破的趋势。例如，可以从防滑式差速器获取牵引数据，以检查牵引 过程的使用历史。关于前照灯，与前照灯或雾灯的使用模式相关的测量值表示确定 区域中降低的能见度，尤其在白天或在例如按照惯例通常不使用头灯 的其他时间。例如，当关联到地理、地形或地势数据时，延长使用前 照灯可以表示低洼地区中的烟雾。关于转向角，转向管柱的角度位置的测量值表示反映车辆需要进 行重新调整的过度补偿。此外，在转向运动中的非正常模式，当特征 为与进行这样转向测量的高速公路的己知轮廓不相关或不充分相关 时，，可以表示跑偏或需要改正的古怪的驾驶习惯。关于悬架，与悬架相关的测量数据表示车辆遭遇到存在道路中的 不同的几何特征。例如，根据悬架系统中表明的支柱震动位移/回程、 硬度、稳固度、弹性压縮的级别，测量值可以表示车辆己经通过车辙、 坑洼、物体或车辆超重。表示与车辆快速进入然后离开在一个车轮处 的洞相符合的垂直位移的并发IMU数据，可以支持表示存在车辆遇 到的坑洼的事件。IMU数据和悬架数据的结合，还可以指示悬架系 统的完整性的逐渐退化，尤其如果该退化表现为逐渐的下降，不像遇到特征为相对于支撑机构剧烈震动的坑洼。关于GPS单元，GPS模块提供关于车辆位置的连续的实时数据。 最好在确认事件发生时获得该位置数据，以便当事件发生时的车辆位 置可以与事件指示符相关。关于在车辆环境中安装的取样器类型的设备，可以采用这些单元 来检测各种物质，诸如环境状况、二氧化碳浓度、 一氧化碳、生物危 险(例如，诸如沙林气体这样的毒气)、气体、生物化学作用物以及 特定的微粒。也可以以适合执法部门进行药物检测目的的形式，提供 这些设备，诸如用于识别兴奋剂的存在。结合这些设备，可以提供一 种制图特征，其涉及制造将每个检测到的事件索引到相应的地理或城 市位置的地图。可以使用谱分析仪或气体分析仪来实现这些设备，虽 然也可以采用本领域技术人员公知的其他合适组件。一旦检测到一个事件，并对其正确做出解释或分类，还存在确定 这些事件信息的应用和使用的额外义务，以便于形成有价值和有建设 性的响应。根据本发明的一种形式，己经将确定如何将事件信息发布 到合适的目的用户或应用实体的任务分配给中央设备12。再次简要地参考图2，中央设备12还被配置为与目的用户进行 通信，诸如道路维护当局40，政府当局42 (当地、州、联邦)，车辆 原始设备制造商(OEM) 44。这些用户实体可通过任何合适的通信 方式，诸如通信网络16或本领域技术人员公知的其他任何常规设备， 连接到中央设备12。还参考图3，示出了根据本发明一种形式的中央设备12的方框 示意图。示例性的设备12包括计算或处理设备50、通信模块52、 数据库54、用户应用程序56以及存储器58。计算设备50执行处理从自各种车辆环境输入的通信、即事件信 息的功能。尤其是，处理任务检查事件信息，以确定其与总体系统的 客户或用户环境中其他用户或其他方的兴趣的相关性或关系。如前所 述，例如，根据来自车辆A的与检测到的事件相关的位置指示符和 车辆B的计划或期望的行驶路线的比较，车辆B可能对从示例性的 车辆A的车载系统发送的事件指示符感兴趣。该比较是由中央设备12进行的。如果发现该检测到的事件与另一方有关，则中央设备12 将合适的通信转发给相关的目的地(如车辆B)。示例性的用户应用程序56通常表示中央设备12所需的概要信息 或客户数据，用于确定接收的特定事件指示符是否与特定用户、客户 或购买者的兴趣、规范或需求相关。例如，用户可能与特定的事件分 类的集合相关，该事件分类描述用户根据当前基础有兴趣获取的检测 事件的类型。例如，如果用户希望接收关于交通相关项目的通信，则 一旦确定一个特定的进入事件指示符与该感兴趣的事件分类相关，中 央设备12就将事件通知信息转发给这样的用户。在另一种形式中，在中央设备12中执行事件确定。在这样的配 置下，各个车辆环境的专用车载单元只将原始的传感器数据上载到中 央设备12。此外，在中央设备12和数据产生的车辆环境之间可以共 享事件确定任务。示例性的存储器58用于存储从各个车辆环境接收的信息，以及 中央设备12执行的相关性判断的结果。数据库54可以存储下载到各 个车载系统的用户信息和车辆信息，例如软件更新、地图信息和道路 基础设备更新。通信模块52被配置为与车辆环境、用户和其他方进 行通信，例如通过通信网络16 (图2)。可以采用本领域技术人员公 知的任何合适方式，实现中央设备12的各个子系统，包括常规部件。下面的讨论提供各种实例，介绍由中央设备12接收和处理的事 件信息是如何被发送到用户组作进一步处理的。对于车辆性能应用，中央设备12可以将性能相关的事件指示符 发送给车辆制造商和OEM，用于监视其设备的可靠性以及监视车辆 操作的稳定性和完整性。例如，可以使用这样特定的性能类型事件数 据，用于部署诊断例程，以进一步调查事件数据中表明的初发问题。 此外，还可以使用事件数据进行预测，即预测在特定部件中的退化或 故障。对于车辆操作应用，中央设备12可以将操作相关的事件指示符 以告诫驾驶员有不安全的驾驶行为的警告形式反馈到发送的车辆。例 如，反映古怪的驾驶移动的事件指示符提示中央设备发送一条用于在源车辆的显示台上公告的警告通知，以警告嫌疑驾驶员有伤害。对于道路状况应用，中央设备可以将状况相关的事件指示符发送 给维护当局，以便于向受到影响的地点派遣工作人员。例如，表示诸 如崎岖、坑洼、隆起(道路上有突出物)和裂缝这样的状况的事件数 据，可以向交通状态部门发送消息，以便于派遣工作人员到现场进行 维修或改造。其他需要维修注意的事件包括要消除的危险、标志丢 失或模糊不清以及没有信号。交通当局也可能对基于与匝道信号处的交通堵塞相关的事件指 示符的匝道交通调节这样的应用感兴趣。尤其是，基于交通流量(如 由反映与在匝道交叉点的位置相关的车辆移动趋势的传感器数据所 决定的)的测量，合适的当局可以修改或调整灯的定时，用于增加或 减少(根据需要)从匝道经由控制灯进入高速公路的进入车辆的流量。 以这种方式，就可以维持和调控合流交通的最优流量。对于道路行驶安全应用，中央设备可以将安全相关的事件数据发 送到维护人员(例如，由于道路结冰需要撒盐或清除障碍物的通知) 或车辆(例如，向接近大雨地区的驾驶员发送天气警告)。对于道路容量或利用的应用，可以向接近的车辆或对诸如旅行时 间分析和堵塞检测这样的应用感兴趣的其他各方，提供交通流量相关 的事件数据。对于道路设计应用，中央设备将设计相关的事件报告到合适的道 路当局，例如，当其涉及到设计缺陷、不适当的标志、在设计很差或 良好的道路上或则十字路口对驾驶员进行拙劣的导航、不适当的弯道 超高、新的车道、来自新建筑物的盲角，所有这些都需要进一步的道 路改善，以保障道路的完整性。对于交通控制特征应用，中央设备可以将控制相关的事件报告到 合适的交通当局，例如，当其涉及危险警告、替代道路分析和匝道交 通调节时。对于法律执行应用，中央设备将执行相关的事件指示符发送到合 适的当局，例如，当其涉及超重车辆、碰到停止标志、药物探测以及 事故重建时。对于国土安全应用，中央设备将诸如驶向检查站的受监视和计时 的驾驶、在关键设备中或附近的不规则行驶模式、化学或生物危险检 测这样的事件，发送给合适的政府机构。对于天气预报应用，中央设备可以将天气相关的事件发送给气象 局，例如，当其涉及降雨、下雪或结冰地区的标识、刮风状况和环境 温度时。对于生态监视应用，中央设备将生态相关的事件转发到合适方， 例如，当其涉及空气质量检测时。对于无线功率监视应用，中央设备可以从车辆环境接收表示依赖 于位置的蜂窝电话信号强度变化的通信。可以使用该强度数据，形成 显示作为位置的函数的蜂窝功率的不同电平的地图。通信塔操作员和 蜂窝服务提供商对该信息非常感兴趣。通常情况下，当新使用和应用被开发出来利用事件信息时，中央 设备从车辆环境中收集的信息可以存档，并且用于将来的数据挖掘。 例如，作为对"汽车计数"的增强，通过特定计数点的每个车辆将各 自的车辆类型作为发布到中央设备的通信的一部分上载。结果，不仅 可以根据车辆数量，也可以根据交通吞吐量是如何在不同类型的汽车 之间分配的，确定和特征化道路利用情况。另一个实例应用是感兴趣 的各方跟踪每周、每月或者每年的商务活动以及其他选路车辆、赔偿、 税收、付费、罚款、保险和其他分析。现在参考图4，其示出根据本发明的另一种系统结构的方框图。图5是该系统的图示。该示例性的系统包括 一个车辆车载系统， 一个通信网络(例如其可以是卫星、无线(例如DSRC或跳频系统)、蜂窝、互联网(具 有来自802.11、 802.16、蓝牙的移动接入)或其他单独或结合的可用 方法)， 一个后台数据中心，以及各种机构数据分析和报告工具。车辆车载系统包括多个用于收集、分析和传输车辆传感器信息的 子系统。车辆接口电子装置收集传感器信息，并且与汽车系统进行对 话。需要一批传感器，用于确定车辆位置、方位、行驶方向、轮胎压 力、车轮速度、制动状态和节流阀状态。来自多个传感器的数据，诸如车轮速度、车辆速度、防抱死制动状态和节流阀位置，在标准车内 通信总线上当前是可用的。汽车数据聚合器一分析仪分析收集的应该被存储和传输到后台 数据中心的事件数据。车载计算子系统处理来自车辆传感器的数据， 并利用该信息记录事件和状况，用于进一步行动。该子系统使用高速 嵌入处理器，以提供复杂数学算法的实时处理需要。在其它事情中，数据聚合器一分析仪将车辆传感器子系统当前检测到的信息与DGPS地理数据库中存储的信息进行比较。根据感兴趣 的特定状况(驾驶员离开道路、崎岖的道路、道路结冰等)，可以采 取各种措施。垂直移动表示诸如裂纹和崎岖指标(旅行质量)这样的 表面状况。在车道改变期间的垂直、水平、纵倾和侧倾位移表示凹槽。 感应的车轮速度和车辆速度和/或ABS操作的差别表示打滑或侧滑。此外，也可以监视交通流量。远程通信业务单元中存储道路位置、 方向和预期的平均流量速度的数据库。当驾驶员沿着某特定路段行驶 的时候，该车辆计算平均速度，并且也对速度样本进行一些简单的统 计分析，寻找诸如不正常的停停走走状况或交通堵塞这样的活动。数 据聚合器一分析仪中的逻辑将预料之外的交通流量记录为事件，包括 关于事件的状况、时间和坐标的一些信息。在期望立即的驾驶员反馈 (例如，前面交通堵塞的提前通知)情况下，将这些事件立即发送到 呼叫中心，或者，将这些事件进行排队，并且在以后的更利于发送的 时间将其发送(例如，收集用于道路分析的交通流量统计)。例如， 计算子系统包括为这些目的进行了修改的现有福特、通用、戴姆勒/ 克莱斯勒、国际卡车和发动机公司的远程信息处理硬件。在需要的时候，通信网络系统管理信息的智能传输。车载传感器 实时产生数据，其然后由计算子系统进行过滤和处理。当然，可以有 需要在许多车辆和中央信息处理设备之间进行中继的大量数据。为实现这些特征中的一部分，车辆和中央设备之间的通信信道需 要支持与需要异步信息的多个接点建立大带宽、即时的连接。此外， 该连接必须几乎无处不在，这表明在任何重要区域都能快速和可靠地 与后台呼叫中心建立通信。通信网络支持双向的离散的数据传输以及话音通信。网络并发自动地实时处理到/来自多个车辆的数据。在诸 如与诸如数字蜂窝和/或无线通信这样的附加的通信系统进行双向卫 星通信这样的多模式系统中，可以发现支持这些需求的技术。通信系 统可以基于可用的最佳方法进行工作。后台数据中心(即中央设备)包括多个子系统，用于接收来自车 辆的发送的基础设施、车辆和交通数据，并将其存储、分析以及向合 约机构发送数据和报告，用于作进一步分析。基于地面的通信系统接 收来自数百万车辆的信息，并将其存储到实时交通基础设施数据库 中。该系统也可以根据请求将关键信息反馈给驾驶员。在数据中心的基础设施报告软件提取并分析关于道路基础设施 的数据。可以将实时危险数据发送给合约车辆。此外，也可将数据和 报告提供给各种国家、州、当地和私营机构，用于作进一步的分析。 同样，在数据中心的交通流量报告软件提取和分析关于交通流量和交 通堵塞的数据。可以将实时的交通数据在恰当的时候发送给已订合约 的车辆。此外，也可将数据和报告提供给各种国家、州、当地和私营 机构，用于作进一步的分析。各种国家、州、当地和私营机构，如果已订合约，则可以访问来 自数据中心的基础设施、车辆和交通数据。软件工具可以使得这些机 构能够实时跟踪和分析交通和基础设施状况。基础设施分析和报告工 具包括这样的功能实时道路危险显示、道路状况报告和道路设计问 题分析。交通分析和报告工具包括这样的功能实时交通显示、交通 流量分析报告和实时堵塞分析。可以为车辆远程诊断、操作和制造商 数据收集实时地完成车辆数据分析。这个平台的该特征允许参与的驾驶员能够按需接收基于其当前 位置和行驶方向的交通状况的更新，由于牵引力减少引起的道路状况 的报告，潜在危险的十字路口和道路状况的报告。此外，城/县/州/ 联邦客户可接收的更新包括交通容量和堵塞，速度和工作区有效性， 潜在丢失的标志以及由于牵引力减小引起的恶化的道路状况和道路 的恶化的乘坐质量的更新。在一种形式中，该解释的基于车内的信息通信业务单元使用车内系统总线数据以及诸如DGPS、激光器和惯性传感器这样的定位系统，用于提供实时的道路数据及其与车辆的关系。该单元记录来自DGPS和惯性传感器的车辆位置、垂直和横向移动、加速度、减速度 以及来自行使稳定、负载均衡、牵引力控制、ABS和其他系统的车 辆总线数据。例如，该单元将该信息转换为关于诸如崎岖度、纵向概 况(光滑度)、行驶质量(IRI)、凹槽、坑洼、隆起、横坡(％)、摩 擦系数(滑动阻力)、横向裂缝以及其他路面异常的信息。然后，数据收集系统将状况数据(或者如果需要附加模块则是其 他数据)经由多模式无线系统发送到基础设施管理系统(中央设备)， 其解释和鉴别数据，然后利用该通信体系结构发布信息。该系统对该 信息进行建模、分析、量化和优先排序，用于进一步实时发布到订购 机构的合适的数据库表、图形、地图、报告、电子邮件、寻呼机、电 话等。还可以将该信息中的特定部分再出售给其他机构和私营公司以 及最终的旅行的公众客户。车载车辆系统的解释或翻译功能的一个重要方面是根据车内传 感器数据对路况进行适当的特征化。尤其是，本发明采用算法和其他 过程，用于基于多个车内传感器输入从车辆实时地确定明显的路况、 交通状况以及道路危险的标记。这些输入包括用于提高车辆的稳定 性、处理能力和性能以及提高乘客和驾驶员安全的各种机电控制系 统。这些系统包括防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)、 气囊以及智能稳定和处理系统(商业上公知为AdvanceTracTM、 TraxxarTM、 Active Handling)。这些系统的共同特征在于它们基于 从传感器网络收集的信号、道路状况以及来自驾驶员的输入进行工 作，其中所述传感器检测车辆的运动。例如，在某特定位置附近的多 个车辆重复发生ABS/TCS激活表示光滑的路面。例如，通常的方法包括定义能够由现有设备和系统分类和识别 的交通状况和道路危险，并且开发分析多个车内传感器输入并识别分 类的地图算法。此外，本发明可采用基于综合的输入来对交通流量和道路危险进 行预测分析和报告的算法。提供这个功能，用于基于多个传感器输入实时地确定可报告的交通状况或明显的道路危险的标记。例如，通常 的方法包括明显的交通或危险的道路状况的识别；基于传感器数据 形成预测的交通模型；提供将状况传输到驾驶员的系统。此外，本发明可采用基于综合的输入来对道路状况进行预测分析 和报告的算法。提供这个功能用于基于多个传感器输入从车辆实时地确定道路路况的标记。例如，通常的方法包括形成将传感器数据与 标准的道路状况指标进行关联的算法；以及集成到与实时信息相关的 GIS地图系统。对于通信基础设施，应该理解，本发明考虑了汽车到呼叫中心通 信、汽车到移动计算机、呼叫中心到移动计算机以及汽车到汽车的通 信。如这里所披露的，可以认为本发明包括一种交通信息系统和方 法，其将已证实的数据收集和基于互联网的后台基础设施管理系统与 车辆信息系统、移动计算和远程信息处理知识集成在一起。该系统收 集并利用来自车辆总线和通信技术的现有信息。但是，当车辆系统配 备了附加传感器能力以及通信技术不断发展时，来自这些系统的信息 的价值就会急剧增长。该交通信息系统提供了一种乘客汽车和其他车辆能收集路面状 况和性能数据、并通过现有通信信道将该信息报告给中央位置的装 置。 一旦被报告后，数据就被分析并传播给诸如付费的客户。可以被获取和分析的数据实例包括与变化的行驶质量、表面车道凹槽和表面摩擦特性相关的信息。该交通信息系统利用了每年数百万英里的道路上行驶的大量乘 客和车队车辆。该车辆池可用于全国系统数据收集和报告。诸如长期 沿着城市街道行驶的公共建设工程车辆、检查车辆、校车、警车和高 速公路巡逻车、垃圾卡车、运载工具以及其他车辆这样的本地车队车 辆和政府车辆，可用于本地数据收集和报告系统。为这些车辆配备附 加的传感器设备、处理和存储系统、解释软件和无线通信系统，可以 提供以被动、非插入、秘密以及几乎免费的方式收集的实时数据。交 通信息系统预计从普通使用的实际车辆中收集检测的数据。系统解释软件对检测的数据进行评估。可以使用任何信息通信业务装置、互联 网能力、设备和协议，诸如常规设备，传播来自这些系统的信息。作为示例性的应用，将震动和更严重的经历当作有人驾车驶过障 碍物、坑洼、凹槽或其他表面障碍。车辆总线上的车载传感器检测到 同样的运动，将该数据传输到一个处理中心，在那里，该数据被解释 为道路状况信息。该信息自动传输到负责的政府机构，并且在很短时 间内，就会对道路进行维修。此外，当一名驾驶员靠近交通堵塞时，还有能力根据前面其他车 辆的行进速度，获悉交通堵塞。由于用户可能已经预定了最终的目的 地，所以需要计划另一条路线并选择时机，从而使用户做出消息灵通 的决策是另选他路，还是沿着原路继续。此外，还有一个好处在于提前获知正在靠近的十字路口的停车 标志己经被撞倒。除了对于正在靠近的驾驶员是很重要的之外，该状 况对于负责维护标志的政府机构也非常重要。在另一种形式中，可以认为本发明包括用于收集、解释和传播与 路面状况、安全性、可靠性和交通使用有关的数据的系统和方法。该 系统和方法进一步涉及用于OEM设计、维护、营销和销售的数据挖 掘。具体地说，与这些领域的相关的数据会被收集、解释和传播行 驶、疲劳破裂、与天气和建造相关的破裂、凹槽、隆起、标志和信号 异常、交通堵塞、建造、交通拥堵、道路上有障碍物以及其他各种各 样的状况项目。在一种示例性的形式中，数据收集采用的是GPS或DGPS和/或IMU，协调和监视可从现有车辆总线和信息通信业务设备检测到的启动/停止/减速的转弯类型事件。在另一种形式中，可以认为本发明包括一种系统结构，其包括 一个具有处理和过滤数据能力的车内信息通信业务单元；驾驶员接 口； 一个基于现有和未来蜂窝、无线和广域网络通信的通信网络；以 及一个后台呼叫中心/数据处理中心。可以从现有车辆电子结构实现 数据收集。车载计算单元收集关于例如车辆速度、相对于道路的位置、GPS务设备将其传输到一个中央信息处理设备。该中央信息处理中心聚合 数据用于进行分析和解释。根据提供的服务的类型和收到的数据的内 容，可以将状态和信息从进行存储和维护的中央信息处理设备，反馈 给各个车辆和/或负责机构。状况信息用于重新评估网络等级，根据 需要，准备和监视工作次序，并建立事件管理控制和行动。除了非车载信息处理之外，也可进行车载分析。 一些基础设施数 据将被存储在车辆处理单元中，用于对安全事件或界外(out-of-bounds)事件进行计算。根据存储的车辆级别的知识量，特 定的反馈将立即被发送给驾驶员。例如，通过使用地图数据库信息和 当前位置数据，在单行街道上走错了路的驾驶员可以立即得到警告。 同时对该事件记入日志并将其发送到呼叫中心，用于增加到其他类似 事件中，从而确定问题的严重程度和可能的偶然因素，例如不适当的 标志。与其他类似系统一样，还需要大量的验证计算，用于确保信息 的完整性和准确性。关于信息通信业务单元的进一步细节，该信息通信业务单元并入 了用于捕获、存储、分析和报告事件的算法。然后，呼叫中心或中央 设备从信息通信业务通信中提取事件。信息通信业务单元也可以收集 交通流量信息，将其关联到固定的地理坐标(道路)，并将该信息报 告给呼叫中心。此外，这些单元接收交通流量信息，并将其提供给驾 驶员。捕获的事件被存储在呼叫中心，用于由内部和外部各方以后进 行处理和数据挖掘。也可以提供增强的数据收集能力。例如，使用低成本的IMU监 视路面崎岖度、障碍物和障碍避免、道路结冰/ABS激活以及其他可 惯性检测的状况，提供了增强的能力。这些附加事件被发送到呼叫中 心，增强的处理将附加级别的交通信息发送到用户。此外，对于那些 有兴趣监视当前路况(即撒盐人员或执法部门)的外部各方来说，该 信息就非常有用。具有完全数据收集能力的增强型IMU/GPS导航系 统能够监视非常动态的道路状况(例如，由于停止标志丢失导致行驶 通过一个受控的十字路口)以及更细微的驾驶模式(例如，道路障碍 导致多个车道改变/偏移)。在再一种形式中，可以认为本发明包含数据收集/传播功能，其 包括 一个车辆总线和传感器子系统、 一个车辆计算子系统、 一个通 信网络、 一个后台信息处理子系统和一个驾驶员接口。通信网络支持双向的离散数据传输，以及话音通信。网络同时和 自动地实时处理到/来自大量车辆的数据。事务处理的规模和频率被 保持在实现系统功能必须的最小程度，所以，进行网络流量规划，用 于确定现有通信网络如何运行以及是否需要增强以向系统用户提供 附加价值。后台配置(中央设备)具有将道路状况和其他车辆事件记 入曰志的能力。车辆总线和传感器子系统除了别的以外，需要一批传感器，用于确定车辆位置、方位、行 驶方向、轮胎压力、车轮速度、制动状态和节流阀状态。可以通过标准车内通信总线，如J1850或CAN，获取来自一些传感器的数据，如车轮速度、车辆速度、防抱死制动状态和节流阀位置。可以使用板 上信息通信业务单元，从车辆网络收集该数据。与道路和其他物理特征有关的位置信息也非常重要。关于物理位 置的车辆数据是确定何时记入日志和发送重要事件的重要因素。差分GPS单元周期性地提供非常准确的位置信息。但是，在DGPS更新之 间，需要插入车辆位置和轨线，用于确定诸如道路偏移这样的事件。 为实现这样的插入，传感器子系统包括一个惯性测量单元(IMU)。 该IMU提供纵倾轴、侧倾轴和横摆轴的速度和加速度信息。该MU 还通过车辆总线与车辆中的计算子系统进行通信。一个典型的配置包括现有车辆传感器、现有车辆总线、并入了标 准GPS的现有信息通信业务车内硬件以及使用微机械加速计和材料 分层(material layered)技术构造的低分辨率的IMU。这样的配置对 于记录诸如ABS激活或遇到道路损害这样的车辆事件发生的位置， 具有足够的准确度。可选地，车内不进行位置坐标与实际基础设施单 元的关联。相反，在该配置中，事件和状况要么被存储用于以后检索， 要么立即经由蜂窝数据信道被发送到呼叫中心。呼叫中心处理该数据，并将其关联到地图信息。 计算子系统车载计算子系统处理来自车辆传感器的数据，并使用该信息将事 件和状况记入日志用于进一步动作。例如，该子系统使用高速嵌入处理器(诸如摩托罗拉MGT5100)，用于满足复杂数学算法的实时处理 需求。计算子系统存储了包括特征数据和经度/纬度坐标的地理数据 库。该地理数据库包括关于道路、路权和其他项目的属性和状况信息。 诸如路面状况、道路类型、障碍物、标志、信号、道路几何形状和路 肩下降这样的信息，最初被收集到一个全国地图数据库中，并随着时 间推移从装备的车辆中进行补充(或获取)。由于该系统具有全国覆盖范围有用的分辨率需要大量的数据，在 每个车辆的车上都携带覆盖整个道路基础设施的地理数据库是不可 行的。因此，必须有一种方法，用于根据车辆的当前位置和预期的路 线，对数据进行周期性刷新。在某点，车辆必须向车载数据库中加载 新的基础设施数据。可以通过固定媒介(例如DVD或闪存)加载该 数据，或经由通信网络将其传输到车辆。除了别的以外，计算系统将由车辆传感器子系统当前检测到的信 息与在DGPS/地理数据库中存储的信息进行比较。根据感兴趣的特定 状况(驾驶员离开道路、崎岖的道路、道路结冰等)，可以采取各种 措施。垂直移动可以表示裂缝或崎岖指标(行驶质量)这样的表面状 况，在车道改变期间的垂直位移表示凹槽，检测到的车轮速度和车辆 速度和/或ABS操作中的差别表示打滑或滑动。虽然这些示例并不全 面，但足以表示能够被检测的事件类型。此外，也可以监视对交通流量的跟踪。道路位置、方向和预期的 流量平均速度的数据库可以被存储在信息通信业务单元中。当驾驶员 沿着特定路段行驶时，车辆计算平均速度，并对速度样本进行一些简 单的统计分析，寻找诸如不正常的停停走走或交通堵塞之类的行为。 信息通信业务单元中的逻辑将预料之外的交通流量日志为事件，包括关于事件的状况、时间和坐标的信息。当需要立即的驾驶员反馈时(如 提取通知前面发生交通堵塞)，立即将这些事件发送到呼叫中心；或 者将它们排队等候并在以后适合发送的时候将它们发送(如收集用于 道路分析的交通统计)。使用基于事件的机制而不是来自车辆的遥感 测量连续流，以及在非高峰时段或当车辆停在传输站附近时进行传 输，可以减少对通信信道的带宽需求。信息通信业务单元的车载处理 能力是此类事件收集的赋能者。在一种示例性的形式中，计算子系统可以包括现有的OnStar或 其他提供商的车内硬件，其经过修改包括一个能够处理来自前述低成 本IMU的数据的DSP处理器其。如果车辆已经安装了一个行驶控制 系统(例如特定卡迪拉克车型中的那些系统)，其能够传输道路状况 (道路崎岖度)的信息，则即使没有IMU和DSP子系统，也能够将 道路状况记入日志。显然，系统的计算能力越强，就能够获得更好的 过滤和更准确的数据。地图数据存储在可移动存储设备中(PCMCIA、 CF卡或其他存储设备)，其在驾驶之前在桌面PC或经由其他信息设 备进行加载并配置。通信子系统车载传感器实时地产生数据，然后由计算子系统对该数据进行过 滤和处理。但是，可能会有大量的数据需要在许多车辆和中央信息处 理设备之间进行中继。为了实现这些预期的特征中的一些，车辆和中 央设备之间的通信信道应该支持与多个需要异步信息的节点进行高 带宽、即时的连接。此外，连接应该是无所不在的，这意味着在任何 重要的区域，都能与后台的呼叫中心快速可靠地建立通信。若干替换方法被认为提供这种无所不在的高速通信链路。当车辆 在道路上行驶时，现在的第一代和第二代蜂窝通信的覆盖范围较广， 但带宽较低。这种能力对于识别离散事件和有关数据的小数据包来说 是足够的。也可以采用第三代蜂窝、无线、卫星无线、超宽频带(UWB) 无线、短程无线通信和广域网、802.11或其他技术。在另一种计算配置中，计算要求可以在车辆信息通信业务单元和后台呼叫中心之间分配。可将预定的逻辑编程到信息通信业务单元， 用于处理传感器数据、确定车辆位置、将其与以前存储的车载数据库 关联。该关联逻辑会创造重要事件，该重要事件被记入日志并在合适 的时间发送到呼叫中心。该单元也接受来自呼叫中心的输入的数据消 息和文件，并向驾驶员和车辆计算子系统提供合适的反馈。例如，假设夜晚的高峰时段期间，驾驶员在达拉斯城市区域正沿着1-10向东行驶。车辆GPS被用于在车载数据库中定位该适当的路段。以前装载了该地理区域道路信息的数据库显示，该路段的预期平均速度为从午夜到早上6点为60mph，从早上6点到早上10点为 45mph,从早上10点到下午4点为55mph，从下午4点到下午7点 为45mph，从下午7点到午夜为60mph。车辆速度传感器(或者该 GPS)每0.5秒进行一次数据收集，并根据最新的IOO个样本计算平 均行驶速度。如果该平均值小于预期速度之下的确定门限值(例如 25%)，信息通信业务单元将该事件记入日志。然后可以做若干事情的任意一个(l)立即经由蜂窝信道上的调 制解调器将事件数据发送到呼叫中心；(2)等待来自呼叫中心的査询 消息，压縮数据，并将其经由微爆炸(Micmburst)发送到呼叫中心； (3)压縮数据，并经由CDPD、 SMS或类似机制立即将其发送；(4) 继续将事件记入日志，并在某个将来的时间下载整个日志。反过来，如果前方道路变得堵塞，驾驶员可以希望得到通知，以 便采取另一路线。驾驶员使用信息通信业务单元选择路线(或在进入 车辆之前预先确定)，并将该路线数据发送到呼叫中心，给出通过这 段路线的近似时间。当呼叫中心正在从其他驾驶员中收集实时事件 时，如果呼叫中心确定该驾驶员的路线上发生了堵塞，则它将交通信 息发送到驾驶员的信息通信业务单元，同时可以潜在地建议另一条路 线。通过为无所不在的通信信道补充本质上更分散的第二信道，可以 实现带宽需求的一个选项。现在，很多行业中都使用高带宽、短程无 线通信。如果在离散的位置(如加油站、家庭&商业场所、重要的十 字路口或公共休息区域、沿着免费高速路的若干点)采用该技术，则可以在车辆和后台呼叫中心之间快速地交换大量的数据。另一种补充技术可以包括卫星无线电。诸如XM和Siriiis提供的 数字卫星无线电，可以从远程的源地向车辆发送很高带宽的数字数 据。以类似于现有的DirectPC技术或ADSL的方式，可以在车辆和 后台呼叫中心之间建立一条不平衡的数据信道。来自车辆的请求和数 据经由较慢的通信(如蜂窝)发送，而内容(如地图更新或DGPS校 正)和其他信息经由"数字无线电"从呼叫中心发送到车辆。这种广 播信道提供几乎覆盖全美的覆盖范围，用于将信息发布给车辆。另一种替换技术和基础设施在诸如Orbcomm提供的双向卫星通 信中可以发现产品。其覆盖面几乎遍布北美，但与现有蜂窝通信一样， 其带宽能力有限。但是，对于事件的立即状态报告，这样的信道是非 常有价值的。进一步可选的技术是超宽频带(UWB)无线电。这种 技术提供低功率和长距离的通信和其他能力。在车辆到基础设施的通 信不可用或没有覆盖的地区，UWB就可以排上用场，并且在数英里 的范围内保持信道，甚至在车辆之间处于P2P模式。此外，第三代蜂 窝(3G)和未来几代的蜂窝可以提供更健壮的实现方案。该通信系统的一个重要应用是，可以使驾驶员和车辆立即与负责 基础设施的机构管理者通信。其他驾驶员可以通过该车辆或能够与该 车辆和呼叫中心通信的手持设备进行通信。可以想象订阅了建立信息 的驾驶员向机构管理者发送或接收关于遇到状况的原型消息以及处 理该遇到的状况的可能选项。可以通过任意不同的方法发起到中央设备的通信，例如自动地、 根据查询、以指定的间隔以及响应确定的状况。例如，车载硬件可以 触发通信，就如同使用气囊触发到呼叫中心的呼叫一样。如果不考虑 数据延迟(例如，下载大量的被记入日志的数据)，则在网络流量较 低以及车辆没有正在收集数据的某个适宜的时间发起呼叫。检测的事 件信息被发送到区域性处理/存储中心，用于作进一步的比较和存储， 即，用于确定与其他有关用户和应用的相关性和关系。该专用车载车辆系统的一个重要特点是能够在车辆使用和行驶 过程中获取数据，在数据收集点(例如车辆)实时分析收集的数据，从而确定数据是否表示指定的事件发生。如这里所使用的，事件表示 车辆遇到的真实的、构建的或人造的状况、环境或情形，但不限于此。 通常，当监视的数据满足预定门限、基准或参考标准时，事件就会发 生。例如，当检测数据与参考数据的比较结果(例如比较差值)落入 或超过确定的范围或限度时，就发生指定的事件。在不同的形式中，执行事件确定过程的任务可以不同的形式实 现。例如，事件检测过程可以采用任何合适的算法类型的、基于逻辑 的或基于规则的功能，该功能执行数据分析、估计、处理和/或解释。 采用事件检测过程的优点在于它将其它原始数据转换为解释结果， 从而有助于理解在车辆行驶期间快速发生的、互相作用的各种驾驶动 力、行为、机制和现象。下面详细描述可收集到的各种类型的信息以及如何分析这些信 息从而确定事件是否已发生。除了来自诸如差分校正GPS (DGPS)和惯性传感器这样的定位系统的信息外，也可以从现有内部车辆系统总线收集数据。一套操作特征有助于实现以下功能参与的驾驶员可以接收(1)根据当前位置和行驶方向的交通状况的按需更新；(2)由于摩擦力减 少导致的道路状况的按需报告；参与的驾驶员能收到道路的行驶质量 的按需报告；(3)潜在危险的十字路口和道路状况的按需报告；(4) 经过某些感兴趣地点时的警报。下面讨论若干单独的车辆部件。防抱死制动系统允许系统间接确定车辆己经遇到了一种具有退化的刹车能力的道路状况。该特征与GPS坐标和智能地图软件结合起来，允许确定刹车退化的区域，警告其他感兴趣和/或负责的各方， 并且告诫附近的驾驶员。牵引力控制系统允许系统间接确定车辆己经遇到了一种通常出 现在十字路口的具有退化的车辆运动启动能力的道路状况。该特征与GPS坐标和智能地图软件结合起来，允许确定车辆启动退化的区域，警告其他感兴趣和/或负责的各方，并且告诫附近的驾驶员。负载均衡悬架系统允许系统直接确定车辆已经遇到了一种崎岖的道路状况。该特征与GPS坐标和智能地图软件结合起来，允许确定崎岖的路面状况，警告其他感兴趣和/或负责的各方，并且告诫附 近的驾驶员。引擎/传动控制系统允许系统确定包括以下的全部潜在的道路 状况情形(1) 通过监视车辆速度以及将其与非常详细的车载地图软件进 行交叉参考，该系统能够确定车辆行驶是否低于公告的速度限定，并 且警告其他感兴趣和/或负责的各方，告诫附近的驾驶员道路上有潜 在的堵塞或道路阻塞。(2) 通过监视车辆速度以及将其与非常详细的车载地图软件、 来自GPS或DGPS坐标的车辆位置进行交叉参考，该系统警告其他 感兴趣和/或负责的各方，并且告诫附近的驾驶员诸如复杂的十字路 口和单行道路这样潜在的艰难道路状况。(3) 通过监视车辆速度以及将其与非常详细的车载地图软件、 来自GPS或DGPS坐标的车辆位置进行交叉参考，该系统可以告知 车主预定的目的地和感兴趣的各个点(如景点绝壁、纪念碑)，提醒 诸如餐庁、娱乐园或其他商业企业这样的其他感兴趣的各方，附近将 要到来的车辆，以及给驾驶员提供的他们沿途停留所得到的特别的待 遇和激励。该特征能被商业企业或公共实体作为订阅物接收，或连同 提供车辆数据传输到中央设备的通信点的商业企业或公共实体而被 利用。车载车辆软件密切监视上述的每个车辆特征。在一种形式中，当 检测到事件时，将其增加到发送给数据中心的事件队列中。然后，例 如，周期性地将这些事件中继到中央数据中心，用于进行处理和传播 到其他车辆。例如，这些到数据中心的更新包括不到60秒的9600波特带宽。当所有车辆都集中在一个给定市场中时，将车辆的数量插入 以较低频率只向数据中心更新特定数据所创造的时间和位置的空隙 中。下面是上述系统操作的一个示例。在一个冬季的夜晚，第一个驾 驶员沿着弯曲的山路行驶，很快就要接近一个拐弯处，这时道路由于 结冰变得很光滑。第一个驾驶员按下制动，降低速度以越过该拐弯处。ABS系统激活，从而使车辆放慢速度，以安全通过该拐弯处。此时， 车辆的信息通信业务系统告知中央呼叫中心，ABS己经激活。通过 车载GPS系统记录第一个车辆的位置，呼叫中心的软件能够确定第 一个车辆的准确位置，以及结冰状况存在哪里。呼叫中心软件立即创 建一个交通事件，广播给该区域内的其他驾驶员和负责维持可接受的 道路状况的当地机构。如果第二个驾驶员在第一个驾驶员后面行驶， 其速度对于前面的结冰状况来说太快，则向第二个驾驶员发送一个警 报。尤其当系统捡测到第二个驾驶员正在接近第一个驾驶员使用防抱 死制动的区域时，第二个驾驶员收到广播的前方结冰道路状况的警 报。另一个实例包括第二个驾驶员激活信息通信服务按钮，用于获取 周围地区的最新道路状况。信息通信系统自动识别第二个车辆的位置 (例如通过GPS)，在咨询数据库中搜索关于第二个驾驶员行驶的道 路的所有警报。在该点，第二个驾驶员通过汽车立体声扬声器或仪表 板/挡风玻璃警告系统得知前方路况光滑，从而提前通知驾驶员减速 或改变路线，以便于成功通过该结冰路况。另一套操作特征有助于实现以下功能城/县/州/联邦客户能够接 收(1)交通容量和堵塞的更新；(2)速度区域有效性的更新；(3) 潜在较差或丢失标志的更新；(4)由于摩擦力减少引起的退化的道路 状况的更新；(5)退化的道路行驶质量的更新；以及(6)潜在危险 的十字路口和道路状况的更新。此外，OEM可以获取用于故障分析 和质量保证索赔(warranty claims)预测的统计数据。下面讨论若干 单独的车辆部件。防抱死制动系统使系统间接确定车辆已经遇到了一种具有退化 的刹车能力的道路状况。该特征与GPS坐标和智能地图软件结合起 来，有助于确定刹车退化的区域，并且向道路部门发送一个通知，用 于警告路况需要检査和/校正行动。牵引力控制系统使系统间接确定车辆已经遇到了一种通常出现 在十字路口的具有退化的车辆运动启动能力的道路状况。该特征与 GPS坐标和智能地图软件结合起来，有助于确定车辆启动的退化区域，并且向道路部门发送一个通知，用于警告需要检査和采取/校正 行动的道路状况。负载均衡悬架系统使系统直接确定车辆已经遇到了一种崎岖的 道路状况。该特征与GPS坐标和智能地图软件结合起来，有助于确 定崎岖的路面状况，并且向道路部门发送一个通知，用于警告需要检 查和/采取校正行动的道路状况。引擎/传动控制系统使系统确定全部的潜在的道路状况情形， 包括以下(1 )通过监视车辆速度以及将其与非常详细的车载地图软件进 行交叉参考，该系统能够确定车辆行驶是否低于公告的速度限定，并 且向道路容量及其效果提供统计数据。(2) 通过监视车辆速度以及将其与非常详细的车载地图软件、来自GPS或DGPS坐标的车辆位置进行交叉参考，该系统跟踪车辆行为是否符合预期显示合适标志的位置。违规模式表示标志丢失、难 以辨清和/或被忽略。(3) 通过监视车辆速度以及将其和非常详细的车载地图软件进行交叉参考，该系统可以确定车辆行驶是否超过公布的速度限定，并 且向道路安全和是否需要减少或评估速度区域提供统计数据。GPS和配备了手持计算机或移动计算机的通信手持系统，诸如HP IPAQ或其他设备，具有内置或附加的GPS和无线通信系统和空 间和相关数据(如地图、管理数据、日程表、约会)的存储系统，用 于提供车辆计算子系统、中央设备和驾驶员、乘客和车辆之间的附加 接口。车辆系统(如引擎、ABS、气囊)的结合使系统收集车辆系统 内任何部件性能的有关数据，并将该性能数据存储，用于供OEM分 析。下面给出上述系统操作的一个示例。还使用上面的例子， 一旦第一个车辆的ABS在最新的弯曲道路 上被激活，信息通信业务系统收到防抱死制动系统已经激活的通知。 在呼叫中心软件通知咨询服务该道路状况事件的同时，它还向负责该道路咨询服务的城/县/州维护部门人员发送一条寻呼消息。虽然很早 就将一个电子邮件发送到负责方的识别办公室或手持计算机，但由于 没有收到表示确认的收据，这种情况下，也发送一条寻呼消息。然后， 负责方检查该寻呼消息，将一个收据发送给咨询服务，并且中央设备 产生一个编号为100的工作指令，用于评估事件发生地点的光滑状 况。负责方行驶到该位置，他们携带的手持计算机(或者通过其自身的GPS和空间数据库或者两者与车辆通信)确认车辆和驾驶员进入 了工作指令100的缓冲地带。驾驶员确认工作指令100的工作，然 后计算子系统计算派遣的驾驶员、确认的乘客和车辆到达现场的时间 以评估工作指令100有效性。如果记录的被派遣的人员和设备就是 如此配置，则可以采取纠正行动。然后， 一旦关于工作次序为100 的驾驶员、乘客和车辆离开空间缓冲地带定义的位置，则计算子系统 提示他们。根据执行的工作，计算子系统通过对道路撒盐(或其他类 型路段)的纠正行为，将工作指令100的状态从开放更新为关闭，或者，如果工作指令ioo没有进行或纠正的工作指令ioo状态仍为开放，则计算机子系统继续记录进入工作指令100缓冲地带之内的驾驶员、乘客和车辆的时间、材料、活动、成本和其他行动，直到其关闭为止。工作指令ioo的有关信息还可以留作进一步使用。另一套操作特征有利于实现以下功能驾驶员可以接收到关于更多详细路况报告的按需更新，城/县/州/联邦客户可以接收到包括凹 槽、隆起、坑洼和损坏测量值的路况的详细更新。下面将讨论几个车 辆部件。惯性测量单元(IMU):使系统直接确定车辆已经遇到了特定状 况的路况。通过提供纵倾和侧倾测量值，IMU能够确定路面异常， 如车道凹槽、混凝土车道隆起、严重坑洼和修补的路面。该功能与 GPS坐标和智能地图软件结合起来，可以判断路面状况，向道路部门 发送一个通知，警告需要检査和/或采取改正行动的状况。下面给出上述系统操作的一个示例。继续采用上述例子，第二个驾驶员通过信息通信服务检查另一条 路线上的状况，并决定改变路线，以绕过原来行驶的弯曲道路上的结冰状况。第二个驾驶员已经行驶了一段时间，现在，他按下信息通信 服务按键或用语音命令激活它，获取第二个驾驶员正在行驶的新的道 路前方的路况。第三个驾驶员在第二个驾驶员行驶的新道路的前方行驶，他也有一个信息通信业务系统。由于安装的惯性测量单元(IMU)，第三个驾驶员的系统能够测量路况。第三个车辆的传感器检测到路况 恶化，现在由于前方道路施工而彻底停了下来。第三个驾驶员已经在 那里停了一个小时，正准备以常规速度移动。第三个驾驶员将不妙的 应答中继给信息通信系统，第二个驾驶员通过该信息通信系统收到该 应答，该应答描述很差的路面以及一个小时的交通延时。第二个驾驶 员没有其他选择，只能继续行驶。后来，随着道路变得更加崎岖，第 二个驾驶员收到牵引力控制系统无法正常工作的信息。然后，该信息 被发送到呼叫中心。呼叫中心确定该系统在车辆具体制造和包修的召 回范围内，然后检查第三个车辆的预约日历以及国内经销商(或者， 如果用户检查发现附近经销商的第二个选项，则对经销商进行定位， 并检査进度表)，并且安排约会，进行合适的维修并通知各方。另一套操作特征有助于实现以下功能参与的驾驶员接收到路况 的更详细的报告的按需更新，包括车道限制的识别、车道障碍物和 车道间地图数据；其他感兴趣的城/县/州/联邦客户也可以收到路况的 更详细更新，包括具体到车道的路面异常和容量方面的障碍。下面讨 论几个车辆部件。增强的惯性测量单元(IMU):相比以前的IMU，使系统更准确 地直接确定车辆已经遇到了特定状况的路况。该功能与其更灵敏的车 辆定位系统坐标和更智能的地图软件结合起来，可以更准确可靠地确 定路面状况，并向道路部门发送一个通知，警告需要检查和/或采取 改正行动的状况。增强的车辆定位系统使系统直接确定车辆的位置。该定位系统 使总体系统的其他方面具有更高的准确度和数据可靠性。软件安装区域将软件部署到车辆，用于更新系统和车辆操作和 部件。下面给出上述系统操作的一个示例。一名警官正在追逐沿着高速公路高速行驶的另一辆车辆。逃跑车 辆发现前方车道中间有一个停止的车辆，于是计划直接驶向该障碍 物，然后在最后时刻突然转向，期望追随的警车不能避开该障碍物。 但是，警车已经从其他信息通信业务用户收到信息，表示前面中间车 道存在障碍物，因为多个车辆已经将数据上载到了中央设备，表明大 约在相同点需要拐弯动作。这样，警车就能够继续追赶，并通过移到 另一车道、避免与前方的停止车辆相撞，从而超过逃跑车辆。然后，警车使用安装的自动钉条喷射器(nail strip ejector),从尾 部保险杠喷射出一带状的钉子，但是，控制该喷射器的软件无法工作 了。呼叫中心被通知该缺陷，并联系车辆制造商以确定错误的准确原 因。如果确定存在软件错误，则将呼叫中心从该OEM接收的新软件， 自动下载到警车，从而及时有效地使用该喷射器。此外，这里公开的系统可用于以下驾驶员体验、安全和行为的重 要方面尾部碰撞避免；车道改变和合并碰撞避免；道路偏移碰撞避 免；十字路口碰撞避免；视野增强；车辆稳定；驾驶员状况告警；以 及安全影响服务。为实现这些方面的改进，车辆中通常安装了各种标准传感器和系 统，用于实现本发明。例如，传感器可以获取以下测量值车道内的 横向位置、相对行驶方向角、速度、纵向加速度、横向加速度、横倾 速度、方向盘角度、路况、车道宽度、路肩宽度、使用差分全球定位 系统(DGPS)的经度和纬度；车辆外部和其他障碍类似物检测器、 可视化的车道偏移检测器、道路类型、道路记号、路沿入侵、以及车 道变化状态。显然，这里所披露的交通信息系统和方法能够在合适的时间即， 当指定事件发生时，提供有价值的信息。该信息可以为行驶的公众显 著地改善道路的状况、容量和安全性，并改进负责机构的操作和效率。尤其，传感设备用于收集这样的数据，以提供可以实时转化成有 价值的道路铺设、状况、容量、安全度和可靠性信息的大量数据。也 可以收集实时的车辆性能信息，并且进行数据挖掘，以便于OEM提 高未来车辆的性能。例如，通过使用解释性的基于车辆和后台的软件和系统，内部车辆系统、诸如DGPS的定位系统、惯性和其他传感器上的实时数据可 用于记录车辆的垂直和横向移动、加速度、减速度。可将该信息转化 为关于凹槽、坑洼、行驶崎岖度、横坡、摩擦系数(滑动阻力)、疲 劳裂缝和其他表面异常的信息。客户车辆系统(即车载车辆系统)解 释和鉴别数据，然后利用车辆通信结构将该信息分发到后台系统(即 中央设备)，以便于进一步对信息进行建模、分析、量化和优先排序， 再进一步实时分发到各个用户组和信息通信客户。该系统的一个有益特征是将汽车、卡车、公共汽车和其他车辆 用作可获取数据的来源，以环境敏感的方式提供信息。该交通信息系 统将感应、计算、定位技术和车辆中的无线数据结合起来。常见的信 息通信业务单元包括车内应用，如导航和交通信息系统、碰撞避免系 统和移动通信装置。该交通信息系统使得车辆能够在不打扰驾驶员的情况下，用于被 动收集道路基础设施数据和其他数据。因为车辆沿着道路行驶时，不 需驾驶员干预，就可以自动收集数据，所以该交通信息系统和方法可 以避免使用手机而产生分心的担忧。道路缺陷的典型问题包括较差的道路或十字路口排列或者不适 当的标志和道路记号。这些问题的发现通常来自个别驾驶员的离散输 入，并且可能只有当市民抱怨很多驾驶员混淆十字路口或在标记错误 的单行街道上走错了路时，才能得到纠正。但是，例如，通过检测丢失的限速标志、停车标志、交通堆积、 突然的容量问题和结冰状况，通过将GPS坐标关联到车辆速度和信 息，本发明可以减少这些担心。例如，将车辆移动关联到数字地图数据库中的数据属性(公知的 或从车载系统中获取)，如行驶方向，以确定潜在的违规，如，在单 行的街道上走错了路。系统的可能响应包括警告驾驶员、对驾驶模式进行关联以警告 负责方维护很差的十字路口设计或标志。此外，该系统基于当前天气 状况下以前的驾驶员的表现，向驾驶员或政府机构提供关于前面拐弯处和当前安全速度的信息或后面车辆容易进入的拐弯处的有关信息。 此外，车辆移动被关联到数字地图数据库中的数据属性(公知的或从 车载系统获取)，如十字路口类型，以确定潜在的违规行为，如穿过 一个受控的十字路口。系统的可能响应或行动包括警告驾驶员(即接近或在该十字路 口附近)，或关联驾驶员模式以警告负责方维护拙劣或丢失的十字路 口标志。此外，如果是夏天或冬天的结冰状况，则该系统监视与车轮 转动和防抱死行动相比较的在行驶方向上的车辆移动，以确定路面打 滑。其他的响应包括警告驾驶员(如接近该十字路口)，或关联驾 驶员模式以警告负责方维护需要短期改正措施(如向道路铺沙或撒 盐)或长期改正措施(如重新铺设路面)的不安全状况。倒下或丢失的路标不会像通常发生的那样检测不到。现在，在一 个通常受控的十字路口没有停止的第一辆汽车向系统模型发送一个 报警。如果其他用户车辆按照原本应该的那样停止下来，则那辆车辆 只是一个粗心的驾驶员。相反，如果后面的一些车辆也没有停止，则 这就违反了为该十字路口创建的规则，在那个地区的其他用户驾驶员 将被告知有一个危险的十字路口，并指示他们小心行驶。除了通知用 户驾驶员外，该信息也被发送到订阅机构，然后人员将被派遣到该有 问题的十字路口。由于本发明涉及对交通相关的事件数据的充分利用，所以本发明 具有非常重要的优点。根据本发明，在道路上大量装配有信息通信业 务单元的车辆有助于开发具体系统广泛交通信息。可以开发具体和实时的数据，并将其直接发送到正在接近堵塞地 区的订阅驾驶员。现在在车辆中已经有低成本的双向受限通信。可以 用控制信道进行呼叫建立，并注册用于双向数据通信的手机。还可以使用来自如Orbcomm的当前的卫星技术。诸如XM和Sirius此类的卫星数字音频无线电也是可行的。这些技术将选择性监听带给车辆， 以便与一车辆无关的诸如交通更新信息此类的信息监听不到，而另一感兴趣的车辆则能监听到。基于他们选择接收的信息，驾驶员最后就有了直接相关的信息以及实际被通知的选项。现在，旅行者在到达堵 塞区域之前，就知道预期延时的长度、转弯方向和可能的可选路线的 准确长度。还收集离散的交通数据，以帮助道路结构和容量设计。最初使用 当前的交通量和在道路的使用期内被预测增长的负载数据来设计道 路。交通灯和标志的设计涉及使用建模软件来预测在各种预料情况下 交通怎样流动。很多时候，这些预测不足以合理地设计能最好地服务 旅行公众的道路。交通信息系统能够通知具体的用户在其预期路线上的交通问题， 并警告负责机构与容量有关的问题。该信息来自于已知的信息源或来 自于那些已经经历了驾驶模式改变的用户的离散信息。尽管经过该场 所的第一批驾驶员们无法利用他们产生的具体的交通信息，但他们可 以帮助其他用户避免该问题。此外，如果这些用户开始寻找替换路线， 则他们可以将成功的替换路线发送给其他感兴趣的用户。该系统还解决其他问题。例如，.将车辆移动关联到数字地图数据库中的数据属性(公知的 或从系统获取)，诸如施工信息、工作区、交通堵塞和离散的障碍， 以及关联到正常的旅行以通知驾驶员各种情形并为旅行提供替换路 线。该系统的可能行动包括请求在施工地点发布通告，以告知接近该 区域的驾驶员，以及，如果最终目的地是己知的，则提供来自路线规 划软件的最佳替换路线和/或提供来自其他绕行驾驶员的新路线信 息。其他行动包括请求发布交通堵塞，以告诉接近该区域的驾驶员， 以及，如果最终目的地是已知的，则提供替换路线。如果不知道交通 堵塞，则可以使用来自该区域的驾驶员模式的信息，以提供信息来警 告接近该区域的驾驶员。其他行动包括对正常交通流的中断进行离散监视，但集中地分 析，以确定可能交通堵塞的位置。例如，受监视的数据可能包括许多 车辆移动异常、速度变化、制动活动和惯性测量运动，包括沿着道路 在几乎相同的位置上相对于原始道路的车道变化。这可能是死去的动物、车辆碎片或大坑洼的结果。基于对离散数据的分析，可以将信息 提供给负责道路维护的负责方。可以进一步监视交通数据，以确定超过或低于设计的道路容量。 一种可能的系统响应包括警告容量问题的交通设计的责任方，要求短 期的纠正行动(如，交通警察)，或长期的纠正行动(如，将转弯车 道增加到十字路口)。另一个系统特征涉及车辆速度和制动与惯性感应的车辆移动的 关联，以确定路面不平整度，诸如由于热弯曲、严寒的隆起和排水口 的凹陷导致的道路起伏。可能的系统行动包括警告驾驶员(即，接近 该问题路面)，关联驾驶员模式，以提醒负责维护方对不安全的状况 进行短期纠正行动(如，在该地区修斜坡)或长期纠正行动(如，重 新修建道路)。该系统还可以收集以下驾驶员信息车辆位置信息和制动活动。 当车辆通过该交通时，系统判断驾驶员的行进速度。可能的驾驶员反 馈值包括各个驾驶员的到达、离开信息和延时更新的持续时间(如， "6分钟内您将上路"或"预期延时90分钟，建议您改变路线，可 以在10分钟内到达")。收集的其他信息包括垂直运动、纵倾和横 摆的车辆制动以及轮胎压力读取值。这些可用于确定车辆与坑洼的接 触以及其他的道路不规则。系统记录用于传播给修复道路和维修车辆 的人员的事件，。该系统还能跟踪诸如停车标志此类的交通控制设备对行使公众 的影响。可以跟踪诸如在十字路口上车辆行为变化这样的异常，以确 定存在或丢失的标志。例如，如果所有车辆在事件发生的那天都停在 有问题的十字路口 ，则这强烈表示在事件发生时在该十字路口竖立了 停车标志。关于使用该系统用作倡议的用途，当其涉及将通知发送给政府机 构时，该系统支持自动数据收集和通知系统。来自被动、非插入的道 路设计、容量、安全和状况数据收集系统的信息将非常有助于这种通 知目的。在驾驶员经历它时，可以通过电子邮件或无线方式直接快速 将实时信息传递给机构和立法实体。本发明的优点是多种多样的。可以使用公共车辆或车队收集路况、交通、危险和车辆数据，并 实时地提供给城市、县、州和私营机构，而且甚至将其反馈给驾驶员 本人。政府和私人机构可使用该信息更有效地管理他们的基础设施规 划、设计、维护和向旅行公众传播的信息。对于道路上的表面损坏，车辆上的现有车载行驶稳定系统传感器 检测同样的移动，并将该数据传递给处理中心，在那里，该数据被解 释为路况、优先级和纠正行动信息。该信息被自动地发送给负责的政 府机构用于普通操作使用，如果交通流动是严重的，则在短时间内修 复道路。在一个应用广泛的系统中， 一个用户能够根据他前面的其他车辆 的行进速度，得知他正在靠近的交通堵塞的准确时间延时。公共安全官员可以观看他们地理管辖区域内的实际交通状况的 实时显示，并且立即对有问题的地点做出反应。在十字路口采集到多个城市车辆的驾驶模式变化，并将其发送给 标志维护人员。由于停止标志丢失，从停和走读取值到通过十字路口 的变化，就使得原先受控的十字路口成为一个潜在的事件发生地。检 测到该事件可以采用纠正措施。该系统可以给旅行公众和车辆OEM提供各种服务。例如，旅行 公众能够收到当前的最完整的实时驾驶管理信息。车辆OEM能收到 设计、维护和性能信息。公众能够通过订阅无线电交通报告台或直接 作为系统的信息通信业务用户而接收旅行信息，而OEM通过数据挖 掘获取信息。该系统架构也可实现军方市场的一些改进应用，其中可提供开发 实时系统的实现方式，来跟踪、管理、命令、供应和撤销地面、空中 和海洋上的单元。下面进一步描述车辆传感器信息的用途。可以使用来自IMU或传输的数据计算道路的斜度/坡度和道路拱 度(crown)。当路面状况光滑时，道路拱度变得尤其重要，因为这直 接影响安全考虑，从而属于与安全相关的事件类别。也可以采用该信息来建议维护人员合适的工作程序，即是覆盖道路还是先碾轧然后 再铺设新路面。可以获取与制动相关的数据，反映防抱死的激活模式或只是猛烈 或不规则制动。例如，猛烈制动然后拐弯或下沉，表明检测到坑洼或 道路物体。来自负载均衡系统的数据表示诸如崎岖和正常行驶的一般异常 这样的状况，如轧过坑洼、越过路缘。例如，下沉行动触发坑洼模式。 来自头灯和雾灯的数据提供能见度级别的表示。 来自轮胎压力测量装置的数据提供轮胎与路面接触程度的测量值。关于闪光警戒灯使用的数据表示前面要拐弯或根据速度改变车道。传动状态或模式表示车辆的不同情况。例如，如果传动数据表示 车辆在高速路上停车/停止，则可能表示发生了诸如长交通延时或只 是通常的堵塞道路这样的事件。在十字路口发生的逆向传动状态表示 驾驶员出错了，并且需要改正。作为对此类严重情景的反复检查，可 以査询其他相关系统传感器，确认驾驶员行为的这种解释。来自车外温度测量装置的数据提供当前车辆位置的具体温度读 取值。例如，如果防抱死制动激活，则系统检测外面的温度，察看冰 冻是否为一个因素。此外，作为对其他驾驶员的事先警告，当读取值 开始接近像通常水结冰32度的临界温度或如果采用了防冻液作用物 则更低温度时，该系统开始发送温度信息。加热器控制状态也非常有用。例如，如果激活了解冻选择，那么， 系统可以根据加热器控制状态，发送气象消息。可以使用表示引擎状态和其他引擎系统的数据(如燃料、油压、 温度、传动或其他系统指示符)，以确定事件或状况，如潜在过热和 汽油耗尽(例如，根据预测的每小时行驶的英里与油箱中的平均油量， 进行计算)。其他合适的系统指示符估计也有助于识别车辆停止的可 能性。也可以从合适的引擎系统获取数据，以计算排放物数据，机构使用该排出物数据监视道路上的空气质量。例如，感兴趣机构将高速路 上交通堵塞情况下的空气质量汽车每行驶1英里的排出物与在高速 路上行驶畅通的汽车的排放物进行比较。可选地，也可以在车辆的外表面上安装一氧化碳检测器，以确定co读数。其他传感器单元涉及牵引力控制、负载均衡、行驶稳定和自动制 动系统，如车辆中现有作为标准设备的单元。可以在车辆(例如汽车和卡车)上安装激光传感器，用于以下应用1. 测量路面各种类型的裂缝和其他异常。2. 计算车辆上某特定点到地面的距离，以用于其他系统(如负 载均衡)。来自车辆的校准测量值可以确定车辆轴载荷1、 在限制重量的道路上检査超重车辆1. 警告驾驶员当前道路的超重状况或者告知是否卡车 驶向限制重量的道路。该特征可结合扫描其他引擎 系统(负载均衡)，以查看是否已在车辆上置换了非 标准的震减震器或弹簧来避免该检测。2. 执法检测。2、 检测车辆重量，诸如1. 用于从和向工作场所运输材料、设备、人力、资源 的自动卸载卡车、水泥卡车、工作人员车辆或其他 车辆，测量和监视工作地点使用了多少材料、人力、 设备，用于跟踪和报告。2. 结合PDA，用于确认车辆系统的计算。3. 结合包括差分校正信号的全球定位系统(GPS)和地 理信息系统(GIS)，检测所涉及的工作地点和从或 到工作地点的移动。下面进一步描述利用本发明实现的可能应用。对于道路设计，可以使用该系统来监视与已知的和合法的交通模 式相关的车辆的行驶方向。例如，该监视的数据表示车辆是否在单行 街道上走错了路，这进一步也表示拙劣的标志。响应此类情景可以向驾驶员和负责的交通机构发送警报。对于交通状况，可以收集数据，以确定汽车平均的燃料节约，对 车辆消耗效率进行解释。例如，较差的燃料节约可能表示与交通堵塞和拥堵相一致的停停走走的行驶模式。EPA和车辆制造商可以对该交 通数据进行挖掘使用。提供状况类型的事件数据的其他领域还包括与路面状况、操作方 面、安全考虑和安全特征有关的信息。例如，对于高度类型的数据，可以用汽车传感器确定道路上与高 度有关的损坏。这些损坏发生在沥青和混凝土路面上。该数据提供以下事件的指示行驶(整个道路的总体状况)、崎岖(道路质地，用 于道路上的短修补)、坑洼(凹陷)、隆起(混凝土爆裂)、凹槽、纵 向裂缝(沿着道路的纵长方向的裂缝)、以及横向裂缝(工作接缝， 其中填充有碎片)。对于操作事件，可以获取数据，并且将其转发到主办公室(经由 中央设备)进行处理。然后系统自动创建一个工作指令，将其发送到 负责处理行动的维修卡车。例如，自动跟踪工作指令、派遣和当工作 人员靠近时告知工作人员的时间。对于安全问题，可以只通过恰当地解释数据来检测假设的安全事 件；例如，尽管路况可能很"理想"(如阳光明媚、干燥)，也可以确 定道路打滑。相应地，如果发生打滑，则调査麻烦的其他原由，诸如 道路设计或车辆是否有问题(如，轮胎充气不合适或与车辆尺寸不 符)。本发明的其他显著方面包括以下。数据中心(中央管理设备)作 为实时交通数据库，其获取来自所有车辆的读数，存储它们，并且以 一种有价值、有效和有用的方式，尽力将检测的事件应用到其他用户 情形和场景。例如，用于操作和安全的特定应用可以接收来自交通数 据库的事件数据，并将其用于决策支持和派遣。在一种形式中，可以考虑在工作中对该系统进行下载和配置。该 系统可被配置，从而能够关闭和打开数据收集。例如，该系统可以创 建一个有边界的区域或地带，用于定义系统激活，这样，如果车辆进入该地带，则开始或重新恢复数据收集，从而使系统可以实时配置。 总体来看，该系统通常被认为涉及一种关于车辆行驶检测、数据 处理、模式匹配(例如，与参考数据进行比较，以确定事件是否发生)、 决策(事件是否真的已经发生)和存储的协议。 一旦识别出模式，就 进行后面的步骤以获取更多的数据。实际上，，确定是否发生了道路 损坏的最终数据处理可以离线进行。车内箱负责检测触发附加数据收 集和处理的特定事件。然后，将该数据发送到进行解释和决策的地点。 一些示例性的状况情形包括离开停止标志(如打滑，则记录一个打滑事件)，接近停止标志(如打滑，则记录为一个打滑事件)。本发明的有益特征包括状况数据的收集和使用；安全数据的收集 和使用；操作数据的收集；容量数据的收集和使用。虽然本发明被描述为具有优选的设计，但可以在本发明公开的精 神和保护范围内对本发明进一步做出各种修改。所以，本应用试图覆 盖根据本发明基本原理的各种变化、使用和修改。此外，本应用试图 覆盖脱离本公开、但属于本发明所属领域公知或惯例的实践，后者也 将落入所附权利要求书限定的保护范围中。
权利要求
1. 在多个正使用的车辆正在道路网络中行驶的环境中，其中每个车辆定义了各自的车辆环境，一种用于与所述多个车辆中的用户车辆相关联的方法，所述方法包括步骤该用户车辆环境收集在该用户车辆环境中产生的数据；该用户车辆环境处理该收集的数据，用以确定至少一个事件的发生；该用户车辆环境根据事件发生的确定，产生至少一个事件指示符；以及促使从该用户车辆环境到至少一个其他车辆的包括该至少一个事件指示符的信息的通信。
2、 如权利要求1所述的方法，其中，所述促使步骤进一步包括 步骤识别与所述至少一个事件指示符相关的满足相关性标准的任何 车辆；以及促使从所述用户车辆环境到每个识别出的车辆的包括所述至少 一个事件指示符的信息的通信。
3、 如权利要求2所述的方法，其中，所述识别步骤进一步包括 步骤将与所述至少一个事件指示符相关的所述用户车辆的位置指示 符与表示当前或预期的行驶路线的数据或者与表示各自车辆的行驶 路线的信息进行比较。
4、 如权利要求2所述的方法，其中，在所述识别步骤中采用的 所述相关性标准涉及确定在与所述至少一个事件指示符相关的所述 用户车辆的位置指示符与表示各自车辆的当前或预期的行驶路线的 数据之间的相关性。
5、 如权利要求2所述的方法，进一步包括步骤 对于识别为满足所述相关性标准的至少一个车辆，该至少一个识别出的车辆根据从所述用户车辆环境接收的通信产生导航信息。
6、 如权利要求5所述的方法，其中，所述导航信息表示变更路线。
7、 如权利要求1所述的方法，其中，所述从用户车辆环境到至少一个其他车辆的信息的通信包括与下面至少一个相关的信息(i)用户车辆操作，(ii)用户车辆行为，(iii)道路状况，(iv)道路行驶安全 性，(v)道路通行能力，以及(vi)交通状况。
8、 如权利要求1所述的方法，其中，所述从用户车辆环境到至少一个其他车辆的信息的通信包括与所述至少一个事件指示符相关 的用户车辆的位置指示符。
9、 如权利要求l所述的方法，关于接收来自所述用户车辆环境的通信的任意各个车辆，进一步包括步骤所述接收车辆环境处理所述接收的通信，用以确定所述至少一个 事件指示符与所述接收车辆正在进行的行驶的相关性。
10、 如权利要求9所述的方法，进一步包括步骤所述接收车辆环境响应肯定的相关性确定产生导航信息。
11、 如权利要求l所述的方法，其中，所述收集的数据涉及至少以下之一(i)车辆性能、(ii)车辆操作、(iii)车辆行为、(iv)道路状况、 (v)道路行驶安全性、(vi)道路通行能力、(vii)道路设计、(viii)交通状 况、以及(k)交通控制特征。
12、 如权利要求11所述的方法，其中，所述事件的发生表示至少以下之一(i)异常的或低于标准的车辆性能、(ii)异常的或低于标 准的车辆操作、(iii)异常的或低于标准的车辆行为、(iv)异常的或低 于标准的道路状况、(V)道路行驶安全性的风险、(Vi)道路通行能力超 过可接受的水平、(Vii)有缺陷的道路设计、(Viii)交通状况超过可接 受的水平，以及(ix)缺乏交通控制特征、交通控制特征出现故障或者 丢失交通控制特征。
13、 如权利要求l所述的方法，其中，所述处理步骤进一步包括步骤提供预定的参考数据；将所述收集的数据与该参考数据进行比较；以及 使用该数据比较，确定是否己经发生至少一个事件。
14、 如权利要求13所述的方法，其中，所述提供步骤进一步包 括步骤将所述预定的参考数据存储在所述用户车辆环境中。
15、 如权利要求13所述的方法，其中，所述参考数据包括地理 空间的道路基础设施信息。
16、 如权利要求13所述的方法，其中，所述参考数据包括道路 特征信息和相应的位置信息。
17、 如权利要求13所述的方法，其中，所述参考数据包括具体 位置的历史信息。
18、 如权利要求13所述的方法，其中，所述参考数据包括基于 至少一种道路规范的具体位置的理论信息。
19、如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤 所述车辆环境将所述车辆的位置指示符与所述至少一个事件宇！ 示符相关联，该关联形成所述通信的一部分。
全文摘要
一种车载智能车辆系统(20)，包括传感器组件(23)，用于收集数据；处理器(22)，用于处理数据，以确定发生至少一个事件。可以从现有的诸如车辆通信总线或附加的传感器这样的标准设备收集数据。该数据表示与车辆、道路基础设施以及道路利用有关的状况，诸如车辆性能、道路设计、路况、车辆重量以及交通级别。事件的检测表示道路、车辆或交通中存在的异常、低于标准或无法接受的状况。车辆将事件指示符和相关的车辆位置数据传送(16)到中央设备(12)，以对该信息做进一步的管理。
文档编号G08G1/0967GK101278325SQ200480001817
公开日2008年10月1日 申请日期2004年4月7日 优先权日2003年4月7日
发明者安东尼·卡德来茨, 尼克兰·达尔格伦, 赵大卫, 达尔文·达尔格伦, 迈克尔·弗里奇, 迈克尔·约翰·佩莱格里诺, 迪安·达尔格伦 申请人:顾德庞特技术基础设施管理系统软件与咨询服务公司